物理性質(zhì)^【1】

二氯乙酸為無色透明液體，熔點(diǎn)13．5℃，沸點(diǎn)194"12(101．3kPa)，125℃(9．3kPa)，102。C(2．7kPa)，密度d201．5649／era3，dj01．5639／em3。折射率n挈1．456 8，n2。21．465 9。燃燒熱為4．81kJ／g。能溶于水、乙醇及乙醚。二氯乙酸比一氯乙酸的酸性強(qiáng)，觸及皮膚和眼睛能引起烈性燒傷，其蒸氣對呼吸系統(tǒng)有強(qiáng)烈的刺激性。二氯乙酸與一些烷烴形成共沸物。二氯乙酸在不同壓力下的沸點(diǎn)見表2—4，二元共沸混合物的沸點(diǎn)、壓力及組成見表2—5，二氯乙酸與乙酸二元混合物的凝固點(diǎn)見圖2—4。

二氯乙酸 ( DCA)是飲用水氯化消毒代謝副產(chǎn)物鹵乙酸類的一種 ,同時(shí)也是許多氯化物的代謝產(chǎn)物 ,毒理學(xué)試驗(yàn)表明其能誘導(dǎo)大鼠、小鼠肝腫瘤發(fā)生率增加。 而在臨床上DCA作為一種藥物對心血管及代謝性疾病具有治療作用。

藥代動力學(xué)與代謝研究^【2】

健康成人口服 DCA吸收快速、完全 ,在給藥后 15～ 30min即達(dá)到血漿峰濃度 , 20%的 DCA與血漿蛋白結(jié)合 ,一次口服或靜脈注射劑量 10mg /kg在 60min以內(nèi)即可產(chǎn)生降低丙酮酸的效果。 DCA血漿清除和分布情況由于動物品系、年齡、反復(fù)染毒或給藥次數(shù)的不同而不同。

DCA表現(xiàn)為限制自身代謝 ,其 C max 在兩次給藥后比僅給一次藥大 ,但是第二次給藥后使 C max 增加的幅度明顯小于次給藥。反復(fù)給藥能延長其 T 1/2,目前尚無足夠的資料表明口服與靜脈注射對DCA的動力學(xué)有何不同影響。對大多數(shù)健康受試者來說 , DCA的動力學(xué)符合一室模型 ,而對于各種急性、慢性病人 ,則更符合二室或三室模型。動物試驗(yàn)染毒后 15～ 30min即明顯激活組織中丙酮酸脫氫酶復(fù)合體。

大鼠肝細(xì)胞染毒發(fā)現(xiàn) , DCA易與漿膜上單羧化物載體結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)至胞內(nèi),其在胞內(nèi)的主要蓄集位點(diǎn)是線粒體 ,這也與它的主要作用底物是丙酮酸脫氫酶一致。體外試驗(yàn)大鼠肝細(xì)胞代謝 DCA為甘氨酸、草酸鹽和二氧化碳。大鼠經(jīng)口染毒后血漿中或尿中排除的代謝產(chǎn)物為一氯乙酸、乙醛酸、乙二酸、草酸鹽 ,經(jīng)呼出氣排除二氧化碳。在人類 ,給藥 8h后尿中排除的未經(jīng)代謝的DCA可忽略不計(jì)。

目前認(rèn)為 DCA可能的代謝機(jī)制有: 1. 細(xì)胞色素 P450的氧化; 2. 經(jīng)自由基中間產(chǎn)物代謝; 3. 通過谷氨酰胺結(jié)合的途徑; 4. 通過酶介導(dǎo)的水解作用 ,可能通過形成一種 α-內(nèi)酯。

毒理學(xué)作用^【2】

 1. 一般毒性

急性經(jīng)口染毒試驗(yàn)大鼠、小鼠 DCA的LD 50 分別是 4480mg /kg、 5520mg /kg。雌雄 SD大鼠飲水染毒 14d,劑量范圍從0～ 1875mg /L,體重、丙酮酸水平、血中葡萄糖 水 平等 指 標(biāo) 無 異常。 無 作 用 劑 量 為150mg /( kg· d)。灌胃染毒雌雄 SD大鼠 3個(gè)月 ,劑量范圍從 0～ 2000mg /kg,所有劑量組均出現(xiàn)呈劑量 -反應(yīng)關(guān)系的生長抑制 ,肝、腎、腎上腺重量增加 ,大腦、小腦白質(zhì)空泡化 ,最低有作用劑量為 125mg /( kg· d)。獵犬喂飼二氯乙酸鹽膠囊 13周 ,最低有作用劑量為50mg /( kg· d)。雄性 B6C3F1小鼠飲水染毒 60周 ,濃度范圍從 0～ 486mg /( kg· d)。

最高劑量組486mg /( kg· d)的飲水消耗量比對照組減少40% , 410mg /( kg· d)、 486mg( kg· d)劑量組體 重減少 , 肝 重增加。 無 作用 劑量 為7. 6mg /( kg· d)。而 F344大鼠 100周染毒無作用劑量為 3. 6mg /( kg· d)。DCA長期染毒后發(fā)現(xiàn) ,它的潛在靶器官主要是肝臟、腎臟、神經(jīng)系統(tǒng)、睪丸、眼。DCA能誘導(dǎo)大鼠、小鼠肝細(xì)胞的損傷、肝腫大、肝細(xì)胞增生、肝腺瘤、肝細(xì)胞癌;使血尿素氮水平增加、導(dǎo)致腎占位性病變、促進(jìn)氯仿的腎毒性 ,這可能與 DCA的代謝物之一草酸鹽是一種潛在的腎毒物有關(guān)。

慢性染毒在大鼠、狗中能產(chǎn)生后腿無力的癥狀 ,據(jù)認(rèn)為這與周圍神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)速度降低和脛神經(jīng)直徑減小有關(guān) ,這些癥狀在停藥后自行消失。在腦組織中出現(xiàn)白質(zhì)空泡化。 由于 DCA外周神經(jīng)癥狀與維生素 B 1 缺乏的癥狀相似 ,而且同時(shí)給予維生素 B 1 能減輕 DCA的外周神經(jīng)癥狀 ,所以這些癥狀被認(rèn)為與由于 DCA刺激了丙酮酸脫氫酶復(fù)合體引起維生素 B 1 的缺乏有關(guān)。

DCA能導(dǎo)致睪丸萎縮 ,光鏡下可見睪丸上皮變性以及多核巨細(xì)胞的形成 ,最高劑量組出現(xiàn)精子生成缺乏 ,而這些效果在停藥后一個(gè)月也不能恢復(fù)。 狗染毒 3個(gè)月出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的晶狀體渾濁 ,而視神經(jīng)組織學(xué)檢查卻未發(fā)現(xiàn)異常。

致癌性及其機(jī)制^【2】

B6C3F1小鼠飲水慢性染毒 60周 ,兩個(gè)高劑量組 410mg /( kg· d)、486mg( kg· d)肝增生結(jié)節(jié)的發(fā)生率分別為 58%和 83% ,而肝腺瘤的發(fā)生率高達(dá) 100% 和 80% ,肝細(xì)胞癌的發(fā)生率則為 67% 和 83% , F344大鼠飲水慢性染毒 100周 , 3. 6～ 139mg /( kg· d)和40. 2～ 139mg /( kg· d)劑量組肝腺瘤的發(fā)生率分別為 17. 2%和 10. 7% ,肝細(xì)胞癌的發(fā)生率為 10. 3% 和 21. 4% 。

F344大鼠 DCA半數(shù)致癌劑量為 16mg /( kg· d) , B6C3F1小鼠的半數(shù)致癌劑量為 112mg /( kg· d) ,其敏感度相差 7倍。 可能與相同劑量下不同種系動物代謝、清除率不同有關(guān) , DCA在大鼠中的代謝和清除率均較高。目前 DCA致癌的機(jī)制仍未完全澄清 ,牽涉到的相關(guān)解釋有多種 ,基本上可分為遺傳毒性、非遺傳毒性兩大學(xué)說。

遺傳毒性^【2】

遺傳毒性致癌物通過與 DNA發(fā)生相互化學(xué)作用引起 DNA損傷 ,造成遺傳物質(zhì)不可逆轉(zhuǎn)的改變而致癌。 DCA誘變試驗(yàn)結(jié)果并不一致 , 1992年以前進(jìn)行的體內(nèi)、體外誘變試驗(yàn)中 , DCA表現(xiàn)為無或弱誘變性 ,而 1992～ 1995年所進(jìn)行的幾個(gè)試驗(yàn)則表明 DCA具有明確的誘變性。 DeMarini等的 DCA原噬菌體誘導(dǎo)試驗(yàn) ( prophage-induction assay)和 Ames試驗(yàn)表明其變異譜為 TA100菌株堿基置換型。

DCA能增加小鼠淋巴細(xì)胞胸苷激酶位點(diǎn)的變異頻率。 Fusco等使用小鼠外周末梢血微核試驗(yàn)以及單細(xì)胞凝膠電泳試驗(yàn)清楚表明經(jīng)飲水染毒 DCA能誘導(dǎo)染色體損傷。其它表現(xiàn)還包括誘導(dǎo) DNA單鏈斷裂、DNA修復(fù)合成增加。 然而這些反應(yīng)均較弱 ,而且試驗(yàn)所用的 DCA濃度數(shù)量級均遠(yuǎn)高于正常飲用水中的含量。

Fox等使用純度高達(dá) 99. 5%的 DCA進(jìn)行的一套體內(nèi)、體外誘變試驗(yàn)表明 ,并沒有任何誘變性反應(yīng) ,因此以前試驗(yàn)所出現(xiàn)的誘變試驗(yàn)陽性結(jié)果有可能是由于使用純度較低的 DCA所致。

有研究表明 DCA染毒后的 B6C3F1雄性小鼠 H-ras基因第二外顯子 61密碼子變異譜與小鼠自發(fā)性腫瘤的變異譜不同 , CAA→ AAA的突變減少而 CAA→ CGA、 CAA→ CTA的突變增加,但是使用同樣處理方法所進(jìn)行的研究表明 , DCA處理過的雌性小鼠 ras基因變異譜沒有發(fā)生變化 ,而且 ras基因的變異譜在雌雄之間無差異。

非遺傳毒性^【2】

非遺傳毒性致癌物通常沒有 DNA損傷的證據(jù) ,而常通過增加 DNA合成、有絲分裂和細(xì)胞復(fù)制而致癌。 關(guān)于 DCA通過非遺傳毒性途徑致癌的證據(jù)很多 ,學(xué)說也很多 ,主要有以下幾種:

過 氧 化 物 酶 體 增 生 劑 ( peroxisomeprolif erators, PPs): 由于 DCA慢性染毒后的動物在高劑量出現(xiàn)肝脂質(zhì)過氧化的表現(xiàn) ,因此 DCA被認(rèn)為是一種 PPs。 PPs是一大類物質(zhì) ,包括一些降血脂的藥物、增塑劑以及一些環(huán)境污染物。

研究發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)大部分是非遺傳毒性致癌物。 PPs通過激活膜上的PPs 活 化 受 體 ( peroxisome proliferator-activated receptor, PPAR)影響細(xì)胞信號傳遞途徑 ,改變與細(xì)胞生長關(guān)系密切的基因 c-myc、 c-jun、 c-fos等的表達(dá)量 ,干擾細(xì)胞的生長、分化過程 ,最終致癌。 但是 DCA誘導(dǎo)脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的劑量高于致癌所需的劑量。影響細(xì)胞凋亡: 體內(nèi)、體外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)DCA能抑制正常肝細(xì)胞的分裂生長 ,同時(shí)選擇性促進(jìn)經(jīng)啟動劑作用后的不依賴貼壁型肝細(xì) 胞 ( anchorage-independent hepatocytes)的克隆增殖 ,這些肝細(xì)胞為 c-jun+。

而另有研究表明 DCA能抑制肝細(xì)胞凋亡因此推測DCA能通過抑制表型為 c-jun+的啟動細(xì)胞正常凋亡過程 ,并同時(shí)抑制正常細(xì)胞的長而導(dǎo)致肝腫瘤的發(fā)生。影響糖代謝: 正常肝細(xì)胞對 DCA反應(yīng)劇烈 ,表現(xiàn)為細(xì)胞內(nèi)糖原積累、巨細(xì)胞化。 而DCA誘導(dǎo)的肝腫瘤細(xì)胞內(nèi)糖原儲存極少。研究發(fā)現(xiàn) DCA抑制正常肝細(xì)胞生長表現(xiàn)為先短暫刺激肝細(xì)胞生長然后再抑制的過程 ,而經(jīng) DCA處理后的小鼠血胰島素含量也同時(shí)經(jīng)歷了短暫分泌增加然后減少的過程 ,胰島素具有促細(xì)胞生長的作用。

DCA可能在早期通過自身具有的模擬胰島素作用 ,或者通過減少外周組織葡萄糖的利用率增加血漿中葡萄糖濃度 ,反應(yīng)性刺激胰島素分泌增加 ,促進(jìn)細(xì)胞的生長。 后期隨著胰島素分泌的下降和/ 或肝細(xì)胞胞液內(nèi)的糖皮質(zhì)激素受體的減少 ,正常細(xì)胞生長受抑制。 而由于啟動細(xì)胞仍然保持對 DCA的促細(xì)胞生長作用的敏感性 ,得以繼續(xù)生長發(fā)展為腫瘤。 這些腫瘤細(xì)胞不表 達(dá) 肝 糖 原 合 成 酶 , 因 此 糖 原 儲 存 極少。

其它機(jī)制: DCA通過致肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞的壞死 ,繼而引起細(xì)胞代償性增生而致癌。 影響細(xì)胞間隙通訊、信號傳導(dǎo)而致癌。 DCA誘導(dǎo) DNA低甲基化影響相關(guān)基因表達(dá)而致癌。DCA代謝產(chǎn)生自由基導(dǎo)致細(xì)胞膜及線粒體的損傷。

參考文獻(xiàn)

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[2]方城.飲水中二氯乙酸毒理學(xué)研究進(jìn)展[J].國外醫(yī)學(xué)(衛(wèi)生學(xué)分冊),2000(02):101-103+109-114.